- •3. Вопросы для контрольной работы
- •4. Экзаменационные вопросы
- •История развития экологии.
- •Предмет и задачи экологии. Взаимосвязь с другими биологическими науками.
- •Уровни организации живых систем. Принцип эмерджентности.
- •Клеточные Системы Экосистемы
- •Основные разделы экологии.
- •Методы экологических исследований.
- •6. Математические методы и моделирование. Системный подход к изучению экологии.
- •7. Экология как теоретическая основа охраны природы. Классификация природных ресурсов.
- •8. Экология и здоровье человека.
- •9. Экология как элемент мировоззрения. Экология и политика.
- •10. Экология как теоретическая основа сельского хозяйства.
- •Среда и условия существования особей.
- •12. Классификация экологических факторов.
- •13. Закон толерантности Шелфорда.
- •14. Экологическая пластичность видов.
- •15. Взаимодействие экологических факторов. Закон минимума Либиха.
- •16. Правило Алехина.
- •17. Законы Коммонера.
- •18. Свет как экологический фактор.
- •19. Отношение животных и растений к свету.
- •20. Фотопериодизм.
- •21. Температура как экологический фактор.
- •22. Отношение растений и животных к температуре.
- •23. Правило Бергмана. Правило Аллена.
- •24. Влажность как экологический фактор.
- •25. Отношение растений и животных к влаге.
- •26. Эдафический фактор.
- •27. Физические и химические свойства почв и их экологическое значение.
- •28. Отношение растений и животных к почве.
- •29. Воздух как экологический фактор.
- •30. Биологические ритмы.
- •31. Термопериодизм.
- •32. Приспособленность организмов к неблагоприятным природным факторам.
- •33. Представление об экологической нише. Правило обязательного заполнения экологических ниш.
- •34. Понятие о популяциях.
- •35. Численность и плотность популяций.
- •36. Рождаемость и смертность популяций.
- •37. Скорость роста популяций.
- •39. Причины колебания численности популяций.
- •40. Этологическая структура популяций.
- •41. Экологическая структура популяций.
- •42. Эффект группы. Принцип Олли.
- •43. Полиморфизм популяций.
- •Типы взаимодействия между видами.
- •Конкуренция.
- •Аменсализм.
- •Комменсализм.
- •Паразитизм.
- •Протокооперация.
- •Мутуализм.
- •Хищничество.
- •Математические модели Лотки – Вольтерры. Принцип конкурентного исключения Гаузе.
- •Основные понятия синэкологии.
- •Видовое разнообразие биоценозов и факторы, его определяющие. Правило Дарлингтона.
- •Меры видового разнообразия.
- •Экотоны и понятие краевого эффекта.
- •Видовая структура биоценоза.
- •Понятие о консорциях.
- •Пространственная структура биоценозов.
- •Экологическая структура биоценозов.
- •Простые и сложные экосистемы.
- •Энергетика экосистем.
- •Цепи и циклы питания.
- •Экологическая пирамида.
- •Правило 10 %. Правило 1 %.
- •Биологическая продуктивность экосистем.
- •Сукцессии. Концепции климакса.
- •Стабильные и нестабильные экосистемы.
- •Энергетическая классификация экосистем.
- •Жизненные формы растений.
- •Жизненные формы животных.
- •Наземные экосистемы.
- •Тундра.
- •Хвойные леса.
- •Листопадные леса умеренной зоны.
- •Пустыни.
- •Саванны.
- •Чапараль.
- •Полувечнозеленый тропический лес.
- •Вечнозеленый тропический лес.
- •Лентические экосистемы.
- •Лотические экосистемы.
- •Заболоченные угодья.
- •Открытый океан.
- •Воды континентального шельфа.
- •Районы апвеллинга.
- •Эстуарии.
- •Понятие об ареале. Типы ареалов.
- •Космополиты. Эндемики. Реликты.
- •Химический состав биосферы.
- •Круговорот воды.
- •Круговорот углерода.
- •Круговорот кислорода.
- •Круговорот фосфора.
- •Круговорот азота.
- •Учение в. И. Вернадского о биосфере.
- •Роль живого вещества в биосфере.
- •Возникновение и состав биосферы.
- •Возникновение и развитие ноосферы.
- •Современные экологические проблемы Республики Беларусь.
- •Биоразнообразие Республики Беларусь.
Современные экологические проблемы Республики Беларусь.
В настоящее время для Беларуси наиболее актуальна экологическая проблема, связанная с использованием атомной энергии (загрязнение окружающей среды радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС). Другие важные аспекты экологических проблем республики можно свести к следующим:
негативное влияние на природную среду хозяйственной деятельности человека (промышленные выбросы, загрязняющие воздух и водную среду; вырубка лесов, ведущая к понижению уровня грунтовых вод, разрушению природных ландшафтов; мелиорация, провоцирующая эрозию почв; чрезмерное использование органических и минеральных удобрений в сельском хозяйстве и как следствие - заражение почв и воды);
ограниченность и истощаемость природных ресурсов;
отсутствие средств для финансирования природоохранных мероприятий;
отсутствие утилизации бытового мусора;
стремительный рост парка автомобилей, сопровождающийся увеличением количества вредных выбросов в атмосферу;
увеличение объемов горных работ, которые разрушительно действуют на верхнюю часть земной коры и на земную поверхность - ландшафты, на подземные водоносные горизонты, химическое загрязнение среды (глобальная экологическая проблема);
расширение инженерных мероприятий, которые приводят к многочисленным геологическим явлениям, подчас катастрофическим, а иногда нарушают динамическое равновесие блоков земной коры, вызывая движение земной поверхности и сейсмическую активность (глобальная экологическая проблема).
С учетом последовательного роста численности городского населения все большую значимость приобретает проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах. Хотя по сравнению с зарубежными промышленными странами воздух в городах республики можно считать относительно чистым, все же в центрах, где сосредоточено много крупных предприятий химической индустрии, дышать с каждым годом становится все труднее. Особенно актуальна эта проблема для Могилева, Витебска, Гомеля, Новополоцка, Мозыря, Бобруйска, Полоцка, Гродно, Солигорска, Светлогорска и др. Могилев включен в число городов страны с высоким уровнем загрязнения атмосферы, особенно токсичными веществами. В Гомеле и Гродно уровень загрязнения воздуха сернистыми газами значительно выше среднего уровня по городам страны. Основной «вклад» в загрязнение воздуха этой примесью вносит автомобильный транспорт. Средняя за год концентрация формальдегида в воздухе городов республики почти в 3 раза превышала установленный в 1996 г. норматив. При неблагоприятных метеоусловиях концентрации пыли, оксида углерода, фенола, сероуглерода, аммиака превышали ПДК в 1,5-3 раза, а диоксида углерода и формальдегида - в 5-7 раз.
В основе большинства отечественных технологий заложены затратные принципы развития энергетики, промышленности и сельского хозяйства. Тем самым на протяжении десятилетий практически не решались многие проблемы охраны природы: очистка высокотоксичных промышленных стоков, дымовых выбросов и т.д. В результате населенные пункты, промышленные и крупные животноводческие комплексы либо вовсе не имеют очистных сооружений, либо качество их неудовлетворительное.
Существенной для Беларуси является проблема загрязнения подземных и поверхностных вод. Грунтовые воды, используемые для питьевых целей в большинстве сельских населенных пунктов страны, имеют повышенное содержание нитратов, средние концентрации которых превышают ПДК (в Гродненской области - в 2,2 раза). Если грунтовые воды загрязнены практически повсеместно в 75-80 % колодцев, то снижение качества подземных вод, используемых для централизованного водоснабжения, локализовано. Оно происходит в местах размещения загрязняющих веществ очистных сооружений, животноводческих ферм, свалок и т.п.
Загрязнение природных вод, в том числе источников питьевого водоснабжения, из-за неразумного использования химических удобрений и ядохимикатов, наносит огромный ущерб растительному и животному миру. Так, в Беларуси их потребление в период с 1960 по 1987 г. увеличилось в 20- 25 раз! Применение калийных удобрений возросло со 121 до 846 тыс. т, неорганических азотных - с 31 до 734 тыс. т (с 4 до 92 кг на 1 га). Как следствие, из-за нитратного загрязнения выведено из строя большинство колодцев. Нитратное загрязнение грунтовых вод зафиксировано на большей части территории республики, находящейся под сельхозугодьями (а это почти 8 млн га). Оно в 2-15 раз превышает предельно допустимые нормы, а в отдельных случаях уже достигло глубин 20-40 м.
Потребление продуктов и воды с повышенными концентрациями нитратов (предельно допустимые концентрации не превышают 45 мг/л) разрушающе действует на сердечно-сосудистую и иммунную системы, вызывает тяжелую болезнь крови - гемоглобинемию - серьезную причину детской смертности. В районах интенсивного применения ядохимикатов высока детская смертность, отмечаются опасные изменения генетического аппарата, что ведет к появлению вредных мутаций и уродств.
Давно замечено, что после достижения некоторого оптимального уровня, увеличение доз удобрений не дает ожидаемого прироста урожаев, и что выращенные с помощью химического допинга зерновые, плоды и овощи становятся опасными для здоровья людей из-за высокого содержания в них нитратов, солей тяжелых металлов и ядохимикатов. Поэтому в
США значительная часть фермерских хозяйств отказалась от применения ядохимикатов, а борьбу с вредителями и сорняками проводят с помощью биологических методов земледелия.
Развитие человечества очень дорого обходится самому человеку и природе. Возьмем, например, энергетику. Вполне понятно, что без энергии человек не может долго существовать, поэтому ее производство всегда было одной из самых приоритетных задач, определяющих благосостояние нации. Вспомним хрестоматийный пример с планом ГОЭЛРО и лозунгом: «Коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны». И в то время все искренне верили (а некоторые верят и по сей день), что строительство гидроэлектростанций - это наиболее безопасно для окружающей среды. При этом себестоимость вырабатываемой с их помощью электроэнергии умудрялись оценивать как наиболее низкую. На поверку оказалось, что строительство и эксплуатация крупных гидроэлектростанций на равнинных реках наносит огромный вред природе, а стоимость получаемой с их помощью электроэнергии в сотни и тысячи раз превышает официальные данные. В огромных водохранилищах устанавливается слабопроточпый, губительный для рек и всего живого застойный режим. Пропадает рыба, а сами водохранилища превращаются в гигантские и разрушительные для природы очаги загрязнения. Только на территории бывшего СССР таким вот образом под водой погребено 2600 сел и 165 городов.
Десятки белорусских деревень постигла бы та же участь, не выступи ученые и широкая общественность против энтузиастов гидроэнергетики, пытавшихся создать огромное водохранилище на Западной Двине выше Даугавпилса.
Загрязнение почв, воздуха и природных вод в наше время приобрело настолько широкие масштабы, что стало реальной угрозой всему живому. Низшие растительные и животные организмы составляют начальные звенья биологических цепей и цепей питания. Они отличаются чрезвычайно высокими уровнями накопления тяжелых металлов, ядохимикатов, разнообразных токсических веществ.
У высокоорганизованных животных и у человека эти токсиканты оказывают жесткое кумулятивное воздействие на генетический аппарат и нервную систему. О том, насколько разрушительно подобное воздействие на высшую нервную деятельность, мозговое кровообращение и опосредованно на систему пространственного ориентирования млекопитающих, сви-
детельствуют все учащающиеся случаи гибели китов-лоцма- нов, целыми группами выбрасывающихся на береговые отмели. В условиях массового отравления природных вод и всей среды обитания не ожидает ли подобная участь все человечество?
Теперь остановимся на атомной энергетике. В соответствии с Декларацией о независимости Республика Беларусь является безъядерным государством, т.е. не имеет и не планирует иметь собственных ядерных вооружений, не имеет атомной энергетики. Причины понятны - Беларусь в Мировом сообществе представляет государство, наиболее пострадавшее от катастрофы на Чернобыльской АЭС. Около четверти территории республики оказалось загрязненной радионуклидами.
На этой территории проживают почти 2 млн человек, которые подвергаются повышенной канцерогенной и мутагенной опасности. Здесь осложнено, а подчас и невозможно получение соответствующей международным нормам сельскохозяйственной продукции.
Кроме того, практически у всех жителей республики имеет место радиофобия, выражающаяся в чувстве повышенной опасности в связи с питанием загрязненными продуктами. Все эти факторы заставили прекратить строительство атомной электростанции под Минском, а также принять статус безъядерного государства. Казалось бы, обеспокоенность населения в ближайшем и отдаленном будущем должна быть значительно уменьшена. Однако нельзя сбрасывать со счетов, что Беларусь находится в кольце атомных станций, среди которых, кроме печально известной Чернобыльской (ближайшее расстояние до границы Беларуси - 12 км), Игналинская АЭС (Литовская Республика; ближайшее расстояние - 4 км), Смоленская АЭС (Россия; 80 км), Ровенская АЭС (Украина; 70 км).
Таким образом, жители Беларуси ничем не застрахованы, случись на какой-то из этих станций авария вроде Чернобыльской. В то же время сейчас остро ставится вопрос о якобы имеющемся недостатке энергетических ресурсов и в связи с этим приводятся доводы в пользу развития ядерной энергетики. Вопрос этот спорный. Действительно, дефицит энергии имеется. Однако нелишне разобраться, как мы используем энергию при дефиците ее выработки. Исторически сложилось, что к электроэнергии у нас относились как к чему-то почти бесплатному. Энергоемкость нашей промышленности в 2,3 раза выше, чем в развитых странах, а в ряде производств энергозатраты достигают 70 % стоимости продукции. Не ведется борьба за экономию электроэнергии в быту, на транспорте, при освещении городов и населенных пунктов. А ведь даже в таких богатых странах, как Германия, Франция и США, борьба за экономию и рациональное использование электроэнергии возведена в ранг национальных программ и носит постоянный и очень активный характер.
Дополнительным доводом в пользу развития ядерной энергетики в республике является уменьшение зависимости от других государств. Но ведь у нас нет своего ядерного топлива, как нет и условий для захоронения и переработки ядерных отходов. К тому же с течением времени сама АЭС морально устаревает, а цены на топливо увеличиваются. Поэтому вполне очевидно, что развитие атомной энергетики не может решить энергетической проблемы в республике. У нас нет иного выхода, как только развивать и модернизировать производство электроэнергии с использованием традиционных энергоносителей - газа и нефтепродуктов на основе действующих электростанций и нефтеперерабатывающих предприятий.
В то же время возникает вопрос о структуре энергетики, а если конкретно - об источниках получения электроэнергии и мощности ее производителей. В последние годы в мире активно обсуждается и прорабатывается возможность получения энергии от нетрадиционных источников, как правило, относительно небольшой мощности. К концу 60-х гг. прошлого века в Беларуси действовало 180 малых ГЭС общей мощностью 21 тыс. кВт. В настоящее время их осталось только шесть. Ветроэнергетические ресурсы практически не используются, хотя, по подсчетам специалистов, они достаточно велики. Абсолютно не используются геотермальные ресурсы, солнечная энергия, твердые бытовые отходы и отходы животноводческих комплексов. По подсчетам энергетиков, такие источники в Беларуси могут дать в год порядка 200-540 тыс. т условного топлива, что составляет 0,5-1,0 % от общей потребности. Имеются, однако, убедительные данные, что указанная цифра может быть увеличена в 5-10 или более раз. Здесь может быть уместен пример ФРГ, имеющей сходные с нашей республикой климатические условия. Там за 4 года (1990-1993) были изготовлены и установлены ветроагрегаты общей мощностью 470 МВт, что равноценно одному блоку АЭС.
Но дело не только в этом. Так называемые нетрадиционные источники получения энергии являются экологически чистыми. Взятый в прошлом курс на получение электроэнергии от крупных энергогигантов привел к тому, что огромные территории оказались занятыми под большими и малыми линиями электропередач и, таким образом, исключены из сельскохозяйственного производства. Эти территории являются источником распространения сорняков и вредителей. Относительно маломощные, работающие на нетрадиционных источниках энергии электростанции могут дать огромный экономический эффект в сельском хозяйстве, где потребители энергии диффузно распределены на большой территории.
Таким образом, решение энергетических проблем в Республике Беларусь, очевидно, состоит не в создании собственной атомной энергетики, а в модернизации морально устаревших энергоемких производств, экономии топлива, развитии сети малых электростанций на нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии. Последнее особенно важно при решении вопросов охраны окружающей среды и рационального использования материальных ресурсов.